Strommessung einer PWM-gesteuerten Stromquelle

[Thorsten W. (Gast)]

Hallo Leute,

meine Aufgabe ist es, den Strom einer PWM-gesteuerten KSQ, mit MCU und 
sonst so wenig wie möglich Bauteile, zu messen. Hierbei soll ein Shunt 
verwendet werden. Nun bin ich mir allerdings nicht ganz sicher wie. Den 
Strom der KSQ habe ich mir schoneinmal angeschaut. Dieser ist bei 100% 
Tastverhältnis (wie zu erwarten) bei 1A voll und bei z.B. 50:50 für die 
halbe Zeit 1A und für dei andere Hälfte der Zeit 0A usw.

Ich hab schoneimal etwas gegoogelt und denke, dass ein 
OPV-Differenzverstärker + TP mir das kleine Signal des Shunt ausreichend 
verstärken und die Störungen entfernen kann, oder was meint ihr sollte 
ich zur Messung verwenden?

Zusätzlich ist die Schwierigkeit, dass KSQ und meine Messschaltung mit 
MCU auf der selben Platine mit der selben Quelle versorgt werden sollen. 
Hierbei wird es dann sicher Probleme mit der Masse der Messschaltung 
geben, denke ich.

Kann mir jemand bei der Messschaltung mit Enstörung und 
Spannungs-/Masseproblem helfen?

Viele Grüße
Thorsten W.

[wendelsberg (Gast)]

Wie immer: Ohne Schaltplan wird das nichts.

wendelsberg

[Marius S. (lupin)]

Wenn du einen niederohmigen Shunt verwenden willst und die Strommessung 
einigermaßen genau sein soll, dann musst du einen OPV mit niedriger 
Offset-Spannung wählen.
Bei kleinen Strömen und folglich kleinen Bürdenspannungen ist der Fehler 
durch die Offset-Spannung ansonsten recht groß.

Ich würde den Strom vorm OPV noch durch einen Tiefpass schicken, um nur 
den Mittelwert zu messen (falls das für deine Anwendung okay ist). 
Ansonsten muss der OPV auch mit der PWM Frequenz klar kommen.

Um den Masseversatz würde ich mir bei 1Amp keine Gedanken machen. Den 
Verstärker möglichst nahe an den Shunt bringen und gut ist. Um den 
Versatz raus zu bekommen wird es auch ziemlich kompliziert.

Schau dir mal den uCurrent von Dave Jones an, die Schaltung ist schon 
ziemlich gut.

[Pascal (Gast)]

Ich habe für solche Zwecke recht gute Erfahrung mit der INA Baureihe von 
TI gemacht.Nimm bspw.einen INA139, Tiefpass danach und mit ADC 
auslesen.Je nach genauer Anwendung (Spannung etc) musst du Volt einen 
anderen wählen, aber das Prinzip bleibt.
Ohne glätten geehrt nur bei niedrigen PWM Frequenzen gut. Gute Erfahrung 
habe ich da mit INA226

[Jasson (Gast)]

Moinsen,

ich würde jetzt erstmal tippen, dass du keinen Differenzverstärker 
brauchst, sondern nur einen Verstärkungsfaktor. Du wirst ja 
höchstwarscheinlich den Spannungsabfall gegen Masse messen. Damit währe 
im Fall des Differenzverstärkers eines der Eingangspotentiale immer = 
GND. Da gibt's nichts zu verstärken. Wenn du beim Messen gegen GND also 
einen einfachen nicht inv. Verstärker nimmst, hast du eine Verstärkung 
und im Prinzip auch eine Differenzbildung, da dieser Ansatz implizit 
eine Differenz des Verstärkten Potentiales zu GND macht. Klar, denn 
physikalisch ist Spannung die Differenz zweier Potentiale.

Lirum Larum bla bla bla soll heißen: je nach µC reicht es  nach dem 
SHUNT einen TP mit für´s erster 10facher Knickfrequenz der PWM zu 
setzten und das diekt auf einen ADC Eingang zu geben WENN die ADC 
Hardware schon einen Verstärker drin hat.
Die Gedanken zum Zusammenhang von Ohm des Shunt und des Dynamikbereiches 
des ADC kannst du dir ja selber machen.